NB-T 47013.14-2016 承压设备无损检测 第14部分：X射线计算机辅助成像检测

中华人民共和国能源行业标准承压设备无损检测第14部分：X射线计算机辅助成像检测2016-08-16发布前言 Ⅱ1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14一般要求 35检测工艺及其选择 66检测结果评定和质量分级 7检测记录和报告 附录A(资料性附录)最小灰度值测试方法 附录B(规范性附录)空间分辨率的测定 附录C(规范性附录)归一化信噪比的测定 工Ⅱ 承压设备无损检测第14部分：X射线计算机辅助成像检测1.1NB/T47013的本部分规定了承压设备金属材料受压元件的熔化焊焊接接头采用450kV以下X射线计算机辅助成像检测(以下简称“CR检测”)技术和质量分级要求。1.2本部分适用于钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金、镍及镍合金材料熔化焊焊接接头的CR检测。焊接接头的型式为板或管的对接接头对接焊缝(以下简称“对接焊缝”)。1.3承压设备其他材料、支承件和结构件的焊接接头的CR检测，可参照使用。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB11533标准对数视力表GB/T12604.2无损检测术语射线照相检测GB18871电离辐射防护及辐射源安全基本标准GB/T21356无损检测计算机射线照相系统的长期稳定性与鉴定方法GB/T23901.5无损检测射线照相底片像质第5部分：双线型像质计图像不清晰度的测定GBZ117工业X射线探伤放射卫生防护标准JB/T5075无损检测射线照相检测用金属增感屏JB/T7902射线照相用线型像质计NB/T47013.1承压设备无损检测第1部分：通用要求NB/T47013.2—2015承压设备无损检测第2部分：射线检测3术语和定义GB/T12604.2、NB/T47013.1和NB/T47013.2界定的以及下列术语和定义适用于本文件。一种涂有光致激发磷光晶体的柔性板，曝光后能以潜影形式储存信息，可以代替胶片用于射线照相检测。由IP、专用激光扫描仪、计算机硬件和专用软件等组成，能将IP上的信息转换成数字图像的系统，简称“CR系统”。2被检工件至IP距离bobject-to-IPdistance沿射线束中心线方向上测量的被检工件表面(射线源侧)至IP之间的距离。射线源至IP距离Fsource-to-IPdistance沿射线束中心线方向上测量的射线源至IP之间的距离，即焦距。射线源至被检工件距离fsource-to-objectdistance沿射线束中心线方向上测量的射线源至被检工件表面(射线源侧)之间的距离。由透照厚度差造成数字图像灰度差所表征的灵敏度，一般用线型像质计的线径或线径编号表示。由感光层和IP表面的结构不均匀导致的数字图像的固有噪声。对黑白数字图像明暗程度的定量描述，它由系统A/D转换器(模/数转换器)的位数决定。A/D转换器的位数越高，灰度等级越高。例如，A/D转换器为12bit时，采集的灰度等级为2l²=4096。X射线数字图像的基本组成单元。X射线数字图像由点组成，组成图像的点称为像素。表征数字图像中像素明暗程度的数值。与IP的曝光量成正比的灰度值。在无被检工件情况下，按照标准测试条件获得的、单位长度上CR系统数字图像所能显示的最小细节的能力，简称“CR系统分辨率”。数字图像的空间分辨率SRspatialresolutionofadigitalimage在有被检工件情况下，按照实际检测条件得到的、单位长度上数字图像所能显示的最小细节的能力，简称“数字图像分辨率”。在数字图像中，选定区域的灰度平均值与标准差的比值。3基于CR系统分辨率SR,,经归一化处理后的信噪比。一次透照长度Lerreffectivelengthofasingleexposure符合标准规定的单次曝光有效检测长度。由扫描决定的数字图像的像素几何尺寸，它取决于激光扫描仪扫描IP的行间距，以及激光点扫描行走速度与模数转换器工作频率之比。数字图像处理digitalimagepro通过计算机对数字图像进行处理的方法和技术。CR数字图像常用的处理方法包括放大、缩小、灰度变换、对比度变换等。4一般要求4.1检测人员4.1.1从事CR检测的人员应满足NB/T47013.1的有关规定。4.1.2CR检测人员应在上岗前接受辐射安全知识、专门的CR理论和实际操作培训，并取得相应的资格。4.1.3CR检测人员未经矫正或经矫正的近(距)视力和远(距)视力应不低于5.0(小数记录值为1.0),测试方法应符合GB11533的规定。从事数字图像评定的人员应每年接受一次视力检查。4.2检测设备和器材4.2.1射线源应选择焦点尺寸、管电压范围和额定功率等满足检测对象和技术要求的X射线机。应根据检测对象和技术要求选择适用的CR系统。系统性能测试条件及测试方法按GB/T21356的规定执行。系统至少应满足以下性能指标：a)图像几何畸变应小于±2%;b)扫描仪和IP板之间不应存在抖动、滑动，或抖动低于系统噪声水平；c)图像同一水平线上，中心区域与边缘背景灰度变化应不超过±10%;d)其他性能指标包括：信噪比、激光束功能、阴影、影像擦除、伪影等。4.2.2.1成像板(IP)IP的质量合格证中至少应包括IP的类型和规格、动态范围、激发响应时间、化学成分等主要性能参数。用户应按制造商推荐的温度和湿度条件予以使用和保存，并避免不必要的照射。对厚度较小的被检工件应选择感光速度较慢的IP,对厚度较大的被检工件可选择感光速度较快的IP。4.2.2.2扫描仪激光扫描仪的质量合格证中至少应包括规格、扫描尺寸、输入电压、扫描分辨率、激光束焦点尺寸、扫描步进速度等主要性能参数，且其功能和性能至少满足以下要求：4a)扫描仪应具有扫描和擦除功能，擦除后残留潜影灰度值不得高于系统最大灰度的5%;a)最低亮度250cd/m²;b)显示器至少256灰度级；c)可显示的最低光强比1:250;d)显示至少1M像素，像素尺寸小于0.3mm。4.2.3像质计b)线型像质计的材料代号、材料和不同材料的线型像质计适用的被检工件材料范围可按表1线型像质计材料代号工业纯铝3#纯铜适用材料范围钢4.2.5.3运行核查a)系统改变时(包括各部件的维修、更换、软件升级等);5b)在系统停止使用3个月以上，重新使用时；4.3.3当某些检测条件不能满足AB级(或B级)检测技术的要求时，经合同双方商定，在采取有效补偿措施(例如增加曝光量或选用信噪比更高的系统等)的前提下，若数字图像质量达到了AB级(或B级)检测技术的规定，则可认为按AB级(或B级)检测技术进行了检测。商定，在采取有效补偿措施(例如增加曝光量或选用信噪比更高的系统等)前提下可采用A级检测4.4.2工艺规程除满足NB/T47013.1的要求外，还应规定下列相关因素的具体范围或要求，如相4.4.3应根据工艺规程的内容以及被检工件的检测要求编写操作指导书，其内容除满足NB/Ta)检测设备器材：射线源(焦点尺寸)、IP、金属屏(种类和厚度)、像质计(种类和型号)、64.5.1检测环境应满足系统运行对环境(温度、湿度、接地、电磁辐射、振动等)的要求。5.1.1检测时机应满足相关法规、标准和设计技术文件的要求成24h后进行CR检测。的曝光量。图1规定了不同材料、不同透照厚度允许采用的最高X射线管电压。5.4.2对截面厚度变化大的承压设备，在保证对钛及钛合金材料，管电压增量应不超过40kV;对铝及铝合金材料，管电压增量应不超过30kV。5.4.3按照B级检测技术检测时，宜选用结构噪声较低的IP。如选用结构噪声较高最高X射线管电压宜比图1所示值低20%。5.5.1应根据被检工件材质、透照厚度和管电压选择合适的IP和金属屏。表2和表3分别给出了常用金属材料CR检测时前金属屏的材料和厚度选择要求，金属屏应7无注：铅屏可完全或部分由Fe或Cu屏代替，厚度为铅屏的3倍。表3前金属屏的材料和厚度—铝及铝合金、钛及钛合金管电压≤150kV150kV<管电压≤450kV注：可在被检工件与IP暗盒之间使用0.1mm铅质滤光板，暗盒内使用0.1mm铅金属屏，替代0.2mm铅金属屏。5.6透照布置5.6.1透照方式应根据被检工件特点和技术条件的要求选择适宜的透照方式。在可实施的情况下，应优先选用单壁透照方式。只当单壁透照不能实施时，才允许采用双壁透照方式。典型的透照方式参见NB/T47013.2—2015附录E。5.6.2透照方向透照时射线束中心一般应垂直指向透照区中心，并与工件表面法线重合，需要时也可选用有利于发现缺陷的方向透照。85.6.3.1一次透照长度通过透照值应符合表4的规定。通过K值确定的整条环向对接焊缝所需的透照次数可参照NB/T47013.2—2015附录F的曲线图确定。检测技术等级a对100mm<D。≤400mm的环向对接焊接接头(包括曲率相同的曲面焊接接头),A级、AB级允许采用5.6.4.2如果采用暗盒直接搭接透照的方式，也应保证整个有效评定区数字图像质量满足5a)T(壁厚)≤8mm;b)g(焊缝宽度)≤D。/4。椭圆成像时，应控制影像的开口宽度(上下焊缝投影最大间距)在1倍焊缝宽度左右。5.6.5.2透照次数小径管环向对接焊缝100%检测的透照次数：采用倾斜透照椭圆成像时，当T/D₀≤0.12时，相隔90°透照2次；当T/D。>0.12时，相隔120°或60°透照3次。垂直透照重叠成像时，一般应相隔120°或60°透照3次。积范围，如最少曝光次数不能满足100%覆盖要求，则应增加曝光次数。不要求100%检测的小径管环向焊接接头的透照次数由合同双方商定。9图2是A级和B级检测技术确定f的诺模图，图3是AB级检测技术确定f的诺模图。有效焦有效焦点有效焦点尺寸dhmm865432成成6543215.7.2采用射线源在被检工件内中心透照方式周向曝光时，只要得到的数字图像质量符合5.16的要求，f值可以减小，但减小值应不超过规定值的50%。5.7.3采用射线源在被检工件内偏心透照方式周向曝光时，只要得到的数字图像质量符合5.16的要求，f值可以减小，但减小值应不超过规定值的20%。5.7.4如果相关规范、标准、设计技术文件或合同双方商定规定了允许的几何不清晰度(Ug)最大值，实际透照时，几何不清晰度(Ug)值应按照NB/T47013.2—2015附录日进行计算。5.8IP与被检工件之间的距离曝光期间IP应紧贴被检工件，除非有特殊规定或透照布置能使被检区域得到更好的数字图像。为1.6mm,按检测工艺的规定进行透照和扫描处理。若在数字图像上(负片)出现灰度低于周围背线型像质计一般应放置在焊接接头的一端(在被检区长度的约1/4位置),金属线应横跨焊缝，a)环形对接焊接接头采用射线源置于中心周向曝光时，至少在圆周上等间隔地放置3个像质5.12.3测定数字图像分辨率时，双线型像质计应放在被检工件的5.13.1透照部位的标记由识别标记和定位标记组成。标记一般由适当尺寸的铅(或金属)制数字、拼音字母和符号等构成。数字图像标记应能清晰显示且可用符号“1”或其他能显示搭接情况的方法(如数字等)表示。检测区标记采取的方式能够清晰标记(如采用铅质窄条)进行标识。质和使用条件而不能进行永久标识时，应采用其他方法(如布片图)确定数字图像位置。5.14.1扫描仪光电倍增管电压或增益的选择应与曝光量匹配，使数字图像灰度值处于适当范围单壁透照、线型像质计置于射线源侧时应符合表5的规定；双壁双当原始数字图像对比灵敏度较低时，允许采用数字图像处理方法提高数字图像的对比灵敏度。如果处理后的数字图像的对比灵敏度能够满足标准要求，则该数字图像被认为是合格的。(线径/mm)公称厚度(T)范围/mm表6对比灵敏度值——双壁双影透照、线型像质计置于射线源侧(线径/mm)透照厚度(W)范围/mm 应识别线号(线径/mm)公称厚度(T)或透照厚度(W)范围/mn应识别线号(线径/mm)注：对于双壁单影透照方式，应取公称厚度应识别线号(线径/mm)注：对于双壁单影透照方式，应取公称厚度T.5.16.2.2如果数字图像分辨率达不到表8或表9的规定，可通过提高数字图像对比灵敏度来补偿数字图像分辨率的不足，这种补偿只允许1个等级，即当灵敏度提高1个等级时，允许分辨率降低1个等级。数字图像的归一化信噪比应满足表10和表11的要求，归一化信噪比的测量和计算见附录C。150kV<管电压≤250kV的150kV<管电压≤250kVc)检测设备器材：射线源(焦点尺寸)、IP、金属屏(类型、数量和厚度)、像质计(种类和d)操作指导书工艺验证情况(必要时);f)数字图像质量：对比灵敏度、分辨率、归一化信噪比、灰度值(需要时)、缺陷位置和性c)检测设备器材：射线源(种类，焦点尺寸)、IP、金属屏(类型、数量和厚度)、像质计(种e)数字图像质量：对比灵敏度、分辨率、归一化信噪比、灰度值(需要时)、缺陷位置和性(资料性附录)最小灰度值测试方法A.1最小灰度值测试原则使用CR检测厚度不均匀的试件时，可以采用最小灰度值代替最小SNRw。灰度和SNRy之间的关系适用于特定的设置，包括扫描类型、扫描参数和相同品牌、型号的IP。任何扫描参数(像素尺寸、扫描速度、光电倍增管的电压或增益)的改变，均要求重新测试与要求的SNRv等价的最小灰度值。A.2最小灰度值测试方法与曝光量成正比(无偏移),这种线性灰度应由制造商软件提供支持。A.2.2最小灰度可按照附录B中B.2.1的曝光条件进行测定或由检测单位根据具体的透照情况确定。A.2.3与表10、表11规定的最小SNRy等价的最小灰度值测定步骤如下：a)按照图A.1透照阶梯试块，阶